JP6495925B2 - 電気化学的脱炭酸プロセスのための溶融カルボキシレート電解質 - Google Patents
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Description
ここに記載される研究に関する資金は、国立農業食料研究所/米国農務省による援助(助成番号:2012−10008−20263)に基づき連邦政府によって少なくとも一部供給されている。連邦政府は本発明のある権利を有する。
RCO2H+Ar−H→R−Ar+CO2+2e−+2H+
、飽和または不飽和化合物である。「効率」および「電流効率」は、交換可能で用いられ、電気化学的脱炭酸プロセスのクーロン効率として参照される。「変換率(コンヴァージョン)」は、電気化学的脱炭酸プロセスで消費された反応物質の量を意味する。「選択性」は、注目する生成物に変換された反応物質の消費量を記載するために使用する。「収率」は、注目する生成物に変換された元の反応物質の量を意味する。「カルボン酸」は、一般式RCO2Hで表される化合物で、「R」は、飽和または不飽和炭化水素鎖を表す。「脱炭酸」は、化合物、具体的にはカルボン酸またはアニオンからCO2を除去するプロセスとして参照される。「置換基」および「官能基」は交換可能で用いられ、炭化水素の炭素鎖上の水素原子を置換した原子または原子の集合(基)として参照される。
開示される溶融塩電解質は、水酸基を有するナトリウムカルボン酸塩をアルデヒドに変換する電気化学的脱炭酸プロセスにおいて使用された。製造されるアルデヒトは、他の化学物質の製造における中間体として使用される。溶融塩電解質は、脱炭酸のために望ましいカルボン酸のナトリウム塩単独から成る。10重量%水酸化ナトリウム水溶液が陰極液(3)として使用され、温度80〜100℃を維持した。
H2O+e−→H2+OH−
実施例1で使用するのと異なるカチオンで同じアニオンを有する溶融塩電解質が、乳酸アニオンの脱炭酸を遂行するための電気化学的脱炭酸プロセスで使用される。溶融塩電解質のカチオンをどのように変更するかを示すこの実施例は、溶融塩の融点を低下でき、アノードにおける低い還元電位反応を提供する。溶融塩電解質は、一室セルにおける脱炭酸プロセスによって処理される、カルボン酸のアンモニウム塩単独から成る。
記載される溶融塩電解質は、長鎖カルボン酸のナトリウム塩を長鎖飽和炭化水素に変換する電気化学的脱炭酸プロセスで使用できる。製造される飽和炭化水素はさらに潤滑基材油または輸送燃料のいずれかに加工処理される。溶融塩電解質は、生物学的起源から得られるカルボン酸流に似たカルボン酸ナトリウム塩の混合物から成る。この実施例では、水酸化ナトリウム水溶液の沸点を超える温度でセルを作動させるので、エチルグリコール中に水酸化ナトリウムを10重量%含む溶液が陰極液として使用される。
Claims (10)
- 所定量の溶融塩電解質を有する電解質室と、溶融塩電解質と連通するアノードと、溶融塩電解質と連通するカソードと、電源とから成る電気化学的セルであって、溶融塩電解質が異なるカチオンと同じアニオンを有するカルボン酸無機塩の混合物のみから成り、溶融塩電解質のアニオンがカルボン酸アニオンであり、電源の印加によりカルボン酸無機塩を脱炭酸してラジカルを発生させ、ラジカルが反応して少なくとも1つのラジカルカップリング生成物を形成することを特徴とする電気化学的セル。
- 溶融塩電解質のカチオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合のカチオンから選択される請求項1に記載のセル。
- 溶融塩電解質のカチオンが、アンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム及びこれらの混合のカチオンから選択される請求項1に記載のセル。
- カルボン酸アニオンが、酢酸、プロピオン酸、乳酸、ブチル酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ラウリル酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、レブリン酸、バレル酸、安息香酸、ナフテン酸、ナフトエ酸の各イオンから選択される請求項2に記載のセル。
- 溶融塩電解質が少なくとも3種の無機カチオンを含む請求項2に記載のセル。
- 溶融塩電解質が、電解質混合物個々の成分の融点より低い融点を有する共晶混合物である請求項1に記載のセル。
- カルボン酸無機塩を溶融塩電解質に接触させる工程と、溶融塩電解質およびカルボン酸塩に電圧を印加する工程とから成るラジカルカップリング生成物の製造方法であって溶融塩電解質が異なるカチオンと同じアニオンを有するカルボン酸無機塩の混合物のみから成り、溶融塩電解質のアニオンがカルボン酸アニオンであり、電源の印加によりカルボン酸無機塩を脱炭酸してラジカルを発生させ、ラジカルが反応して少なくとも1つのラジカルカップリング生成物を形成することを特徴とするラジカルカップリング生成物の製造方法。
- 溶融塩電解質が、電解質混合物個々の成分の融点より低い融点を有する共晶混合物である請求項7に記載の製造方法。
- 更にイオン選択性膜から成る請求項1に記載の電気化学的セル。
- イオン選択性膜がNaSICON型膜またはLiSICON型膜である請求項9に記載の電気化学的セル。
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